王庭恩

（湖北師范大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院 湖北省黃石市 435000）

1 引言

為了保證車載網(wǎng)絡(luò)的安全性，在發(fā)送和接收節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用背景下，如何科學(xué)構(gòu)建和應(yīng)用混合地理路由協(xié)議是技術(shù)人員必須思考和解決的問題。

2 混合地理路由協(xié)議

本文所提出的混合地理路由協(xié)議主要是在參照發(fā)送和接收節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行構(gòu)建的，因此，該協(xié)議符合候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)需求以及分散化協(xié)調(diào)需求[1]。在構(gòu)建混合地理路由協(xié)議的過程中，首先，技術(shù)人員少采用數(shù)據(jù)包交互的方式，完成對下一跳鄰居集的構(gòu)建，并借助距離信息，不斷優(yōu)化和完善候選轉(zhuǎn)發(fā)集。其次，還要針對候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的權(quán)重值[2]，對各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排序。最后，還要將時(shí)延轉(zhuǎn)發(fā)理念引入到候選轉(zhuǎn)發(fā)集的構(gòu)建中，為縮短數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延，提高數(shù)據(jù)包傳輸效率和效果創(chuàng)造良好的條件?；旌系乩砺酚蓞f(xié)議在構(gòu)建的過程中，主要涉及到了以下步驟：

（1）根據(jù)數(shù)據(jù)包的交互需求，完成一跳鄰居集的建立；

（2）根據(jù)車輛距離關(guān)系，構(gòu)建候選轉(zhuǎn)發(fā)集；

（3）精確計(jì)算候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)權(quán)重，并對權(quán)重值進(jìn)行排序；

（4）精確計(jì)算候選轉(zhuǎn)發(fā)集的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延；

（5）轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包消息。

總之，在發(fā)送和接收節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用背景下，為了保證混合地理路由協(xié)議構(gòu)建的科學(xué)性和合理性，技術(shù)人員必須要嚴(yán)格按照構(gòu)建步驟，完成對該協(xié)議的搭建和應(yīng)用。

2.1 候選轉(zhuǎn)發(fā)集

為了更好地構(gòu)建和應(yīng)用混合地理路由協(xié)議，技術(shù)人員要在發(fā)送和接收節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用背景下，針對候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)，加強(qiáng)對候選轉(zhuǎn)發(fā)集的構(gòu)建。首先，要采用廣播數(shù)據(jù)包的方式，將所有候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)處理[3]，同時(shí)，還要將其他相鄰候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有效結(jié)合，使其結(jié)合為統(tǒng)一整體，然后，完成對數(shù)據(jù)包的安全、可靠、穩(wěn)定地傳輸。同時(shí)，還要針對節(jié)點(diǎn)的通信范圍和要求，將各個(gè)節(jié)點(diǎn)納入到候選轉(zhuǎn)發(fā)集中，為更好地構(gòu)建和優(yōu)化候選轉(zhuǎn)發(fā)集產(chǎn)生積極的影響。其次，為了實(shí)現(xiàn)對候選轉(zhuǎn)發(fā)集構(gòu)建過程的精準(zhǔn)描述，技術(shù)人員要采用構(gòu)建框線圖的方式，設(shè)置四個(gè)節(jié)點(diǎn)，這四個(gè)節(jié)點(diǎn)分別為A 節(jié)點(diǎn)、B 節(jié)點(diǎn)、C 節(jié)點(diǎn)、D 節(jié)點(diǎn)、F 節(jié)點(diǎn)，然后，將這些節(jié)點(diǎn)組件成一個(gè)集合，及集合的名字為“N 集”。

此時(shí)，節(jié)點(diǎn)A 的一跳鄰居集表示為：N(A)={B,C,D,F}；

節(jié)點(diǎn)B 的一跳鄰居集表示為：N(B)={A,C,D,F}；

節(jié)點(diǎn)C 的一跳鄰居集表示為：N(C)={A,B,D,F}；

節(jié)點(diǎn)D 的一跳鄰居集表示為：N(D)={A,B,C,F}；

節(jié)點(diǎn)F 的一跳鄰居集表示為：N(F)={A,B,C,D}。

2.2 候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)權(quán)重

候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)權(quán)重可以直觀、形象地反映鄰居節(jié)點(diǎn)所轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的合格性，因此，在混合地理路由協(xié)議中，技術(shù)人員要利用距離因子和相對速度因子，對各個(gè)節(jié)點(diǎn)權(quán)重進(jìn)行估算。同時(shí)，還要結(jié)合距離因子的設(shè)置需求，采用增加跳距離的方式，實(shí)現(xiàn)對候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)權(quán)重的科學(xué)計(jì)算。相對速度因子主要是指當(dāng)前候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)與轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)之間的相對速度[5]。為了保證車輛行駛速度的科學(xué)性和合理性，避免因車輛行駛過快而引發(fā)安全事故，技術(shù)人員要綜合考慮相對速度因子，并分析和判斷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是否在下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的范圍內(nèi)，只有這樣，才能最大限度地提升數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)效率和效果。另外，還要根據(jù)距離因子最終計(jì)算結(jié)果，選取距離目的節(jié)點(diǎn)最近的候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，并對相關(guān)距離因子進(jìn)行定義，為后期精確化計(jì)算和統(tǒng)計(jì)相對速度因子打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。如果候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)處于比較高的行駛速度，那么，該節(jié)點(diǎn)將會超過當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的通信正常范圍值，因此，為了精準(zhǔn)化計(jì)算出候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)權(quán)重值，技術(shù)人員要綜合考慮各個(gè)節(jié)點(diǎn)的相對速度，以保證最終計(jì)算結(jié)果的真實(shí)性和精確性，為后期更好地優(yōu)化數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)流程，提高數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)效率和效果提供重要的依據(jù)和參考[6]。

2.3 基于權(quán)重的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延

當(dāng)混合地理路由協(xié)議成功接收數(shù)據(jù)包后，候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)要立即參與到數(shù)據(jù)包的競爭轉(zhuǎn)發(fā)中。在這個(gè)過程中，首先，要利用候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)權(quán)重，根據(jù)車載網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行性能，有針對性地設(shè)置數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延，以達(dá)到分散轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的目的。其次，還要針對各個(gè)候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)權(quán)重值，按照由小到大的順序，對鄰近集內(nèi)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排序[7]。即權(quán)重值越小的候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)需要排到最前位置。同時(shí)，還要科學(xué)控制和調(diào)整候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的等待時(shí)延差，當(dāng)節(jié)點(diǎn)權(quán)限值不斷增大時(shí)，技術(shù)人員需要為各個(gè)節(jié)點(diǎn)提供足夠多的存儲空間，以滿足各個(gè)節(jié)點(diǎn)的存儲需求，同時(shí)，還要確保候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)有足夠多的信道接入時(shí)間[8]，將碰撞概率降到最低。但是，當(dāng)節(jié)點(diǎn)權(quán)限制超過標(biāo)準(zhǔn)值范圍時(shí)，會增加數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延，為了解決這一問題，技術(shù)人員要采用引入機(jī)會路由的方式，利用候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。

2.4 數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)流程

為了保證數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)效率和效果，技術(shù)人員要重視對數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)流程的優(yōu)化和完善。首先，要針對候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)周期特征，采用交互數(shù)據(jù)包的方式，針對轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的特征，完成對下一跳鄰居集的構(gòu)建和應(yīng)用，同時(shí)，還要科學(xué)設(shè)置和調(diào)整轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集，在此基礎(chǔ)上，采用數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的方式，將轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集插入到數(shù)據(jù)包內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包格式的科學(xué)設(shè)計(jì)。當(dāng)混合地理路由協(xié)議接收到數(shù)據(jù)包后，會自動(dòng)利用候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)分析和判斷轉(zhuǎn)發(fā)集的位置、數(shù)量等相關(guān)參數(shù)，同時(shí)，還要采用設(shè)置等待時(shí)延的方式，不斷縮短轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延，為進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)效率和效果打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。另外，各個(gè)候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)在等待時(shí)延的過程中，需要對周圍的鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)聽，以檢測和識別鄰居節(jié)點(diǎn)是否轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，一旦發(fā)現(xiàn)鄰居節(jié)點(diǎn)對數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)處理，需要將轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包丟棄，否則，當(dāng)?shù)却龝r(shí)延結(jié)束后，還要對沒有轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)處理，確保所有數(shù)據(jù)包被轉(zhuǎn)發(fā)處理，以保證數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的全面性和完整性。最后，還要在綜合考慮數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)需求的基礎(chǔ)上，不斷提高數(shù)據(jù)包傳輸?shù)姆€(wěn)定性、可靠性和安全性，在此基礎(chǔ)上，利用其他候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，將下一跳鄰居集內(nèi)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)處理。

3 混合地理路由協(xié)議性能分析

3.1 仿真平臺

為了實(shí)現(xiàn)對混合地理路由協(xié)議性能的科學(xué)評估，技術(shù)人員要重視對仿真平臺的搭建和應(yīng)用。首先，技術(shù)人員要以雙向高速公路為參照標(biāo)準(zhǔn)，完成對仿真模型的構(gòu)建，同時(shí)，技術(shù)人員嚴(yán)格按照如表1所示的仿真參數(shù)，要將車輛行駛速度設(shè)置在130km/h 左右，車輛數(shù)設(shè)置為270 臺。然后，利用從眾多數(shù)據(jù)包中，隨機(jī)選出兩個(gè)候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)[9]，其中一個(gè)候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)用作源節(jié)點(diǎn)，另一個(gè)候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)用作目的節(jié)點(diǎn)。另外，為了科學(xué)、有效地分析和評估混合地理路由協(xié)議性能，技術(shù)人員還要利用典型的轉(zhuǎn)發(fā)路由，將Creedy 路由與CBF 路由路由進(jìn)行有效結(jié)合，采用同步仿真的方式，與混合地理路由進(jìn)行全面對比和研究。

3.2 仿真結(jié)果

3.2.1 數(shù)據(jù)包接收率

數(shù)據(jù)包傳遞率隨節(jié)點(diǎn)數(shù)的變化曲線如圖1所示，從圖中可以看出，與CBF 路由、SRHGR 路由相比，Creedy 路由對應(yīng)的數(shù)據(jù)包接收率最低，當(dāng)Creedy 路由位于低密度區(qū)域時(shí)，數(shù)據(jù)包接受率達(dá)到極低狀態(tài)。例如：當(dāng)候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)低于150 時(shí)，Creedy 路由數(shù)據(jù)包的接收率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于0.5，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是：Creedy 路由在設(shè)置和調(diào)整下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)期間，僅僅考慮了節(jié)點(diǎn)距離這一因素。而CBF 路由的數(shù)據(jù)包接收率相對較高，而SRHGR 路由的數(shù)據(jù)包接收率最高，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是SRHGR 路由在設(shè)置和調(diào)整下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)期間，主要是從所有鄰居節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行選擇、設(shè)置和調(diào)整的，使得數(shù)據(jù)包接收率不斷增高。

圖1：數(shù)據(jù)包傳遞率隨節(jié)點(diǎn)數(shù)的變化曲線

3.2.2 端到端傳輸時(shí)延

當(dāng)候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)不斷變化時(shí)，混合地理路由協(xié)議端到端傳輸時(shí)延普遍較低，但是CBF 路由協(xié)議的傳輸時(shí)延相對較高，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是CBF 路由協(xié)議在選用下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)時(shí)，引入和使用了等待時(shí)延，使得端到端傳輸時(shí)延不斷延長。而Creedy路由對應(yīng)的端到端傳輸時(shí)延普遍較低，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是Creedy 路由在選用下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)時(shí)，通常選用距離目的節(jié)點(diǎn)比較近的候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，因此，導(dǎo)致傳輸跳數(shù)不斷下降。

表1：仿真參數(shù)

4 結(jié)束語

綜上所述，在發(fā)送和接收節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用背景下，為了更好地解決車載網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包傳輸問題，技術(shù)人員要與時(shí)俱進(jìn)，不斷學(xué)習(xí)混合地理路由協(xié)議相關(guān)新知識和新技術(shù)，進(jìn)一步提高提高自身路由協(xié)議的構(gòu)建能力，充分發(fā)揮和利用發(fā)送和接收節(jié)點(diǎn)的可靠性，從而完成對混合地理路由協(xié)議的構(gòu)建和應(yīng)用，為保證候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)權(quán)重計(jì)算結(jié)果的真實(shí)性、準(zhǔn)確性和完整性，提高數(shù)據(jù)包傳輸效率和效果以及縮短端到端傳輸時(shí)延提供有力的保障。